机械制造电气自动化控制可靠性问题研究

吴文龙

摘要：机械制造的工艺流程相对完整，不同制造环节的质量控制标准也较为清晰，在分析电气自动化控制技术的应用可靠性时，技术人员应将控制技术的应用形式与机械制造过程中的不同环节对应起来，并注意分析实现自动化控制过程的总线结构的特点，以此为基础强化系统运行稳定性，并提高控制流程的针对性，这样方可从底层控制单元出发，优化电气自动化控制的整体可靠性。

关键词：机械制造;电气自动化控制;模糊控制理论;可靠性;问题分析

引言

小型的机械零部件的生产加工周期一般较短，但对电气自动化控制系统的响应效能要求较高，大型的、具有复杂曲面结构的机械零部件制造过程较为复杂，实际的加工制造周期也比较长，对电气自动化控制系统的运行稳定性要求更高。为此，技术人员在分析电气自动化控制可靠性以及解决可靠性问题时，一定要结合实际的机械制造情况，这也是提高电气自动化控制系统控制效能的基本要求之一。

1、机械制造电气自动化控制可靠性问题分析

1.1响应速率问题及原因分析

电气自动化控制系统的运行过程基于有效的运行指令，此类运行指令的编辑过程并不复杂，现阶段也形成了较为规范的动作指令集，但需要注意的是，由于机械制造的实际流程有可能具有个性化的特点，这就要求电气自动化控制系统在执行相应的电气动作时，需要完成一些相对个性化的控制动作，这就会对电气自动控制系统的运行程序产生逻辑层面的影响，体现在系统控制层面即为系统控制的时序性，这种时序性会进一步导致电气自动化控制系统的响应时间存在差别。机械制造系统一般会分为机械系统以及电气系统，一些体积较大的机床还会有一些辅助系统。电气系统向机械系统传递控制信息需要一定的时间，如果这种响应时间不能满足机械加工的需求，则可能导致另加加工进度受损，严重时会引起工艺问题。

1.2准确性问题及原因分析

此处所指的准确性实际上指电气自动化控制系统的动作执行准确性。一般而言，在机械制造中，电气控制系统的运行动作会根据内部指令出现变化，但这种变化也会产生一定的信息反馈，电气自动化控制系统在接收到此种信息反馈之后，会对控制动作进行一定地调整，进而实现电气控制动作层面的修正。但在出现这种变化时，如果电气控制系统本身运行的准确性存在问题，则可能导致后续的反馈信息不准确，内部的控制单元（PID调节系统）在接收到此类信息之后，会根据这种不准确的信息进行反馈调节，这就会导致动态反馈的效果与机械制造系统的运行要求相差甚远，影响机械制造质量，甚至诱发机械制造安全问题。

1.3稳定性问题及原因分析

稳定性指的是机械结构与电气结构之间的配合稳定性，这种稳定性与机械制造中电气自动化控制系统的反馈机制相关，更与机械单元的运行稳定性相关，但机械单元的运行稳定性也需要电气自动化控制技术进行调节，良好有效的电气自动化控制技术不仅可提高电气自动化控制稳定性，还可确保机械组件的运行稳定性，减少不规范的动作行为，提高机械加工的整体精度。机械结构与电气结构进行配合的过程需要各类辅助设施的支持，包括一些常见的可编程控制器单元和连接组件等，此类辅助设施兼顾系统调节和系统反馈功能，也承载了部分的系统运行压力。

2、机械制造电气自动化控制可靠性提高措施分析

2.1优化电气控制指令集，提高响应速率

为了解决电气自动化控制中的响应速率问题，首先，技术人员在编写电气自动化控制系统的内部运行指令时，可广泛借鉴成熟的系统控制方案，将机械制造与电气自动化控制的过程从系统层面联系起来，并分析和总结此类控制方案的优势和缺点，进而可结合具体的机械制造要求和机械制造环境，进行适应性的变化;其次，从内部控制运行指令的内容角度分析，技术人员在编辑控制指令时，一定要注意不同控制语段前后的逻辑关系，从指令执行时序性的角度分析此类指令内容的合理性;再者，技术人员应在运行此类指令之前，应用计算机模拟手段对电气自动化控制系统的运行可靠性进行模拟分析，从动作响应速率的角度分析数据模型的合理性，针对其中出现的问题及时进行指令层面的修改，进而切实提高电气自动化控制系统的响应速率。

2.2正确应用模糊控制技术，消除PID动态控制滞后性

从系统调节趋势的角度分析，比例控制更注重对电气自动化系统当运行状态的控制，可输出与系统运行参数相关的实时监控内容，而积分控制注重对电气自动化系统运行过程的评定，分析的数据其实为历史数据。与此相对应为微分控制注重对电气自动化系统运行误差趋势的预测，进而可对系统运行的后续过程的稳定性进行动态调节。从此角度分析，技术人员在选择PID动态反馈机制时，如果电气自动化控制系统需要完成对既定机械制造项目的反馈控制，则应使用PID联合控制模式。但在此模式下，系统控制会表现出一定的滞后性，此时，技术人员应重视应用模糊控制技术，与PID控制技术相比，此类语言形式的控制技术具有较好的系统响应速度，并且由于模糊控制器避开了数字类型的控制结构，而是建立起了系统性的语言控制结构，促使其系统抗干扰能力更强，对非线性系统的控制效果更好。

2.3积极调整PLC调节逻辑，适应控制理论和控制系统要求

PLC调节的具体形式应适应模糊控制或者神经网络调节系统结构的控制要求，并可从硬件设备上为系统控制流程的正常运行提供有效支持，这就要求技术人员应深化应用控制理论，明确各类控制系统的特点，以此为基础积极调节PLC结构的运行逻辑，进而强化硬件应用水平。若要提高系统运行稳定性，则技术人员应重视分析系统运行的各环节的逻辑关系，在此基础上，选择可编程控制器对不同环节的逻辑关系进行调节。PLC在电气自动化控制的过程中的较为常见，但其实际的控制效果存在较为明显的差异。如果机械制造的整体周期较长，执行的动作也相对较为复杂，则其内部的反馈机制也会相对复杂，更为明显的是，邏辑控制部分的整体结构性会更加突出。此间，技术人员需要将机械制造与电气控制联系起来，从而整体上分析影响稳定性的元素，并将这种控制元素与逻辑控制部分联系起来，加入到PLC可编程控制器中，以此提高系统运行稳定性。

3、结束语

总之，电气自动化控制的可靠性可从系统的响应时间以及系统的运行准确度和稳定性等角度进行分析，若要实现长期稳定的运行，除了要有质量较好的机械组件单元之外，还需要有适应性较好电气自动化控制系统，其中包含的数据处理单元以及命令执行结构需要适应不同类型的机械制造流程的特点，这样方可提高控制过程的可靠性。

参考文献：

[1]李瀚饶.机械制造电气自动化控制可靠性问题研究[J].河北农机，2021（03）：109-110.

[2]刘明.机械制造电气自动化控制可靠性问题研究[J].南方农机，2020，51（03）：116.